Konpekt_lektsiy_po_VN_2015_g
.pdfФонд электронной библиотеки СЛУ ГА филиала ФГБОУ ВПО УВАУ ГА (И)
Учебное пособие по дисциплине «Воздушная навигация».
Конспект лекций по навигации.
Курс первоначальной подготовки пилота - любителя.
Сасово. 2015 г.
1
Составлено в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 162103 (25.02.04).
Составил: преподаватель Е.Р. Минаев.
ОДОБРЕНО:
Цикловой комиссией «Безопасность полетов и специальные дисциплины» Протокол от « »____________2015 г. № ___
Председатель ц/к ______________ / С.А. Чернышов/
РЕЦЕНЗЕНТ: Главный штурман училища С.Н. Селиванов.
Предлагаемое учебное пособие является пособием для обучаемого, при самостоятельном освоении учебной дисциплины и конспектом лекций для преподавателя (инструктора) при изложении учебного материала на занятиях.
Материал учебного пособия охватывает программу первоначальной теоретической подготовки пилота – любителя и содержит необходимый графический материал, для его демонстрации в процессе лекции, с использованием электронной проекционной аппаратуры.
Учебный материал на электронных носителях, в отличие от учебника, позволяет, при наличии элементарных навыков работы с ПЭВМ, вносить дополнения, изменения, расширять содержание тем и объем изучаемого материала.
2
Содержание. |
Стр. |
|
5.1.1. |
Основы воздушной навигации. |
5 - 26 |
5.1.2. |
Авиационная картография. |
26 - 51 |
5.1.3. Земной магнетизм и курсы ВС. |
52 - 64 |
|
5.1.4. Высота и скорость полета. |
65 - 81 |
|
5.1.5. Влияние ветра на полет самолета. |
82 - 97 |
|
5.1.6. |
Визуальная ориентировка. |
98 - 116 |
5.1.7. Применение угломерных радионавигационных систем. |
117 - 161. |
|
5.1.8. |
Заход на посадку по ОСП. |
162 - 166 |
Тема 5.1.1. Основы воздушной навигации.
Вопросы темы:
1.Основные определения и термины. Единицы измерения.
2.Классификация технических средств самолетовождения.
3.Форма и размеры Земли.
4.Основные точки, линии и круги на земном шаре.
5.Направления на земной поверхности, единицы измерения, порядок отсчета.
6.Системы координат.
7.Система счисления времени.
8.Виды времени.
9.Синхронизация хода часов. Сверка времени.
10.Определение моментов восхода и захода Солнца.
1.Основные определения и термины. Единицы измерения.
Аэронавигация – наука, изучающая способы и технологии управления пространственно-временной траекторией движения воздушного судна, осуществляемые летным экипажем в полете.
Самолетовождение – комплекс действий экипажа и наземных служб ОВД, направленный на обеспечение точного, надежного и безопасного
3
выполнения полетов по заданным (установленным) пространственновременным траекториям.
1.1Единицы измерения расстояний.
1 морская миля = 1852 м. = 1,852 км; NM – Nautical Miles. |
|||
1 SM статутная (английская) миля = 1609 |
м. = 1,609 км. |
||
1 дюйм (inch) |
= 25,4 мм. |
1мм. = 0,0394 . |
|
1 = 2,54 см. |
1 = 12 |
(1 ft = |
12 inches) |
1.2 Единицы измерения скоростей.
1 узел (knot) = 1 NM / h (морская миля / час) = 1.852 км/час.
Вертикальная скорость: V ft / min. V m / s.
1.3Единицы измерения давления.
1 гектопаскаль = 1 миллибару. |
(1 hPa = 1 mb) |
1 hPa = 0,75 mm of mercury. |
(0,75 мм рт ст.) |
1000 mb = 750 мм рт ст. |
1013,2 mb = 760 мм рт ст. |
1 дюйм рт ст = 33,863 миллибара. |
(1 inch of mercury = 33,863 mb) |
760 мм рт ст = 29,92 дюйма рт ст. |
|
Примечание. При переводе единиц давления из одной системы измерения в другую, для исключения ошибок, рекомендуется пользоваться переводными таблицами.
1.4. Единицы измерения веса.
1 фунт = 0,45359 кг. |
(1 ibs = 0,45359 kg.) |
1 kg = 2,2046 ibs. |
|
1метрическая тонна (metric ton) = 2204,6 фунта.
1.5.Единицы измерения температуры.
0С - температурная шкала Цельсия.
0F - |
температурная шкала Фаренгейта. |
0K - |
температурная шкала Кельвина. |
t 0С |
= ( t 0F - 320 ) / 1,8. |
4
t 0F = 1,8 t 0С + 320
t 0 К = t 0С + 2730
1.6. Единицы объема.
1 |
английский галлон = |
4,546 литра. |
1 |
литр = 1000 кубических см. = 0,2205 английского галлона. |
|
|
1 английский галлон = |
1,2205 условного галлона. |
|
1 условный галлон = |
0, 830 английского галлона. |
1.7. Условные обозначения, используемые в международной практике.
1.7.1 QNE - уровень стандартного атмосферного давления соответствующий 760 мм рт ст или 1013,2 миллибара, или 29,92 дюйма рт ст.
1.7.2 QNH - атмосферное давление на среднем уровнем моря. Соответствует давлению, приведенному к уровню моря (Р приведенное).
1.7.3.QFE - атмосферное давление на уровне аэродрома или порога ВПП.
1.7.4.TL - эшелон перехода.
1.7.5.ТА - абсолютная высота перехода. ТА измеряется по давлению QNH.
При достижении ТА в режиме набора высоты, шкалы барометрических высотомеров переставляют с QNH на QNE.
1.7.6.ТН - относите6льная высота перехода, на которой, при снижении,
шкалы барометрических высотомеров переставляют с QNE на QNH.
2. Классификация технических средств самолетовождения.
По месту расположения технические средства делятся на самолетные (бортовые) и наземные.
По характеру использования — на автономные и неавтономные.
Автономными называются средства, применение которых не требует специального наземного оборудования.
Неавтономными называются средства, которые выдают информацию на основе их взаимодействия с наземными устройствами.
По принципу действия технические средства самолетовождения делятся на четыре группы:
5
1.Геотехнические средства самолетовождения позволяют измерять различные параметры естественных (геофизических) полей Земли. К этой
группе относятся магнитные компасы, барометрические высотомеры, указатели воздушной скорости, термометры наружного воздуха, часы, гирополукомпасы, дистанционные гиромагнитные и гироиндукционные компасы, курсовые системы и др,
2.Радиотехнические средства самолетовождения, основанные на измерении параметров электромагнитных полей, излучаемых специальными устройствами, находящимися на борту воздушного судна или на земле. К ним относятся самолетные радиокомпасы и связные радиостанции, радиовысотомеры, самолетные радиолокационные станции, доплёровские измерители путевой скорости и угла сноса, наземные радиопеленгаторы, приводные и радиовещательные станции, радиомаяки, радиомаркеры, наземные радиолокаторы и др.
Самолетное радионавигационное оборудование и наземные радиотехнические устройства образуют системы самолетовождения.
По дальности действия последние делятся на системы дальней навигации (свыше 1000 км), ближней навигации (до 1000 км) и системы посадки.
3. Астрономические средства самолетовождения, основаны на использовании небесных светил. К этой группе средств относятся астрономические компасы, авиационные секстанты и астрономические ориентаторы.
4. Светотехнические средства самолетовождения, основаны на использовании бортовых или наземных источников света. К этой группе средств относятся светомаяки, прожекторы, посадочные огни и др.
3. Форма и размеры Земли.
Земля имеет сложную геометрическую форму. По предложению немецкого ученого Листинга в 1873 г., с очень большой степенью приближения, за форму Земли принят геоид.
На рис. 1.1 жирной линией показана поверхность геоида.
6
Рис. 1.1. Поверхность геоида
Геоид - тело, ограниченное уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью Мирового океана в спокойном состоянии.
Характерным для уровенной поверхности является то, что она в каждой своей точке нормальна (перпендикулярна) к направлению действия силы тяжести g (рис. 1.2). Геоид наиболее реально отражает поверхность Земли, но не имеет простого математического описания, следовательно, неудобен для решения задач в аэронавигации и геодезии.
В связи с этим поверхность геоида заменяютаппроксимируют поверхностью эллипсоида вращения, которая имеет правильную геометрическую форму и допускает применение математического моделирования.
|
|
|
Уровенная |
Мировой океан |
|
|
|
поверхность |
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.2 Уровенная поверхность.
7
Земной эллипсоид вращения получается при вращении меридианного эллипса вокруг его малой оси (рис. 1.3). Форма этого эллипсоида описывается двумя геометрическими параметрами:
-большой полуосью а;
-малой полуосью b .
Рис. 1.3. Земной эллипсоид вращения
Геометрический центр эллипсоида вращения совмещен с центром масс Земли, его малая полуось - с осью вращения Земли, а большая полуось - с плоскостью экватора Земли.
Земной эллипсоид вращения, ориентированный в теле Земли, называется референц-эллипсоидом. В 1946 г. эллипсоид профессора Ф.Н. Красовского был принят в качестве референц-эллипсоида со следующими параметрами:
-большая полуось а = 6 378 245 м;
-малая полуось b = 6 356 863 м;
-полярное сжатие с = (a-b)/b = 1/298,3.
По современным данным отклонение земного эллипсоида Красовского от геоида не превышает 100 м, а в пределах территории России и соседних с ней государств не превышает 40м. Этот эллипсоид положен в основу всех геодезических и картографических работ, выполняемых ранее в СССР, а теперь на территории России.
Для упрощения навигационных расчетов форму Земли принимают за шар с радиусом (сферы) R= 6 371 116 м, что соответствует радиусу шара, эквивалентного по площади поверхности земному эллипсоиду Красовского.
Для приближенных расчетов радиус земного шара принимают равным 6 371 км.
8
4.Основные точки, линии и круги на земном шаре.
Вавиационной картографии приняты следующие определения точкам, линиям и кругам на поверхности земного шара (рис. 1.4):
Ось вращения Земли - прямая линия, вокруг которой происходит суточное вращение Земли.
Полюса Земли - точки пересечения оси вращения Земли с ее поверхностью. Северным (Рс) является тот полюс, на котором, если смотреть на него сверху, вращение Земли происходит против хода часовой стрелки. Противоположный полюс является Южным (Рю).
Экватор Земли - большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения Земли. Экватор делит земной шар на два полушария: Северное и
Южное.
Параллель - малый круг, плоскость которого параллельна плоскости экватора.
Истинный меридиан - большой круг, плоскость которого проходит через полюсы Земли.
Начальный (нулевой) меридиан - меридиан, проходящий через центр Гринвичской астрономической обсерватории, находящейся в Англии вблизи Лондона. Начальный меридиан делит земной шар на Восточное и Западное полушария.
Рис. 1.4. Точки, линии и круги на поверхности земного шара
9
Плоскость экватора и плоскость начального меридиана являются основными плоскостями, относительно которых определяют положение любой точки на земной поверхности.
5. Направления на земной поверхности, единицы измерения.
При работе с картой, направление измеряют относительно истинного или географического меридиана потому, что на полетных картах нанесены истинные меридианы. Направление, измеренное относительно этого меридиана, называют истинным. Истинный пеленг указывают углом, который отсчитывают в плоскости горизонта от северного направления истинного меридиана по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.
Азимут (А) или истинный пеленг ориентира (ИПО) - угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана, проходящего через точку наблюдателя и направлением на ориентир (рис. 1.5, а).
Си
Азимут
ориентир наблюдатель
Рис. 1.5. а. Азимут (истинный пеленг ориентира).
Азимут (ИПО) измеряют в градусах от северного направления истинного меридиана по ходу часовой стрелки от 0 до 360°. Азимут (ИПО) на карте измеряется транспортиром.
Магнитный пеленг (МП) или магнитный пеленг ориентира (МПО) - угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана, проходящего через точку наблюдателя и направлением на ориентир (рис.1.5.б)
Азимут от магнитного пеленга отличается на величину магнитного склонения (ΔМ).
Си См
М
Магнитный пеленг
АМПО
ориентир наблюдатель
Рис. 1.5. б. Магнитный пеленг (магнитный пеленг ориентира).
10